metode pengukuran bod dan cod
DESCRIPTION
kimia lingkunganTRANSCRIPT
Metode pengukuran BOD dan CODPrinsip pengukuran BOD pada dasarnya cukup sederhana, yaitu mengukur kandungan oksigen terlarut awal (DOi) dari sampel segera setelah pengambilan contoh, kemudian mengukur kandungan oksigen terlarut pada sampel yang telah diinkubasi selama 5 hari pada kondisi gelap dan suhu tetap (20 oC) yang sering disebut dengan DO5. Selisih DOi dan DO5 (DOi - DO5) merupakan nilai BOD yang dinyatakan dalam miligram oksigen per liter (mg/L). Pengukuran oksigen dapat dilakukan secara analitik dengan cara titrasi atau dengan menggunakan alat yang disebut DO meter.Pada prakteknya, pengukuran BOD memerlukan kecermatan tertentu mengingat kondisi sampel atau perairan yang sangat bervariasi, sehingga kemungkinan diperlukan penetralan pH, pengenceran, aerasi, atau penambahan populasi bakteri. Pengenceran dan/atau aerasi diperlukan agar masih cukup tersisa oksigen pada hari kelima. Karena jika nilai oksigen yang terlarut adalah 0 atau tidak ada oksigen yang tersisa, maka nilai BOD tidak dapat ditentukan.Metode pengukuran COD sedikit lebih kompleks, karena menggunakan peralatan khusus reflux, penggunaan asam pekat, pemanasan, dan titrasi. Peralatan reflux diperlukan untuk menghindari berkurangnya air sampel karena pemanasan. Pada prinsipnya pengukuran COD adalah penambahan sejumlah kalium bikromat (K Cr O ) sebagai oksidator pada sampel (dengan volume diketahui) yang telah ditambahkan asam pekat dan katalis perak sulfat, kemudian dipanaskan selama beberapa waktu. Selanjutnya, kelebihan kalium bikromat ditera dengan cara titrasi. Dengan demikian kalium bikromat yang terpakai untuk oksidasi bahan organik dalam sampel dapat dihitung dan nilai COD dapat ditentukan. Kelemahannya, senyawa kompleks anorganik yang ada di perairan yang dapat teroksidasi juga ikut dalam reaksi, sehingga dalam kasus-kasus tertentu nilai COD mungkin sedikit ‘over estimate’ untuk gambaran kandungan bahan organik.Bilamana nilai BOD baru dapat diketahui setelah waktu inkubasi lima hari, maka nilai COD dapat segera diketahui setelah satu atau dua jam. Walaupun jumlah total bahan organik dapat diketahui melalui COD dengan waktu penentuan yang lebih cepat, nilai BOD masih tetap diperlukan. Dengan mengetahui nilai BOD, akan diketahui proporsi jumlah bahan organik yang mudah urai (biodegradable), dan ini akan memberikan gambaran jumlahoksigen yang akan terpakai untuk dekomposisi di perairan dalam sepekan (lima hari) mendatang.
Mengetahui Kesadahan Air[sunting | sunting sumber]
Cara paling mudah untuk mengetahui air yang selalu anda gunakan adalah air sadah atau bukan dengan
menggunakan sabun. Ketika air yang anda gunakan adalah air sadah, maka sabun akan sukar berbuih,
kalaupun berbuih, buihnya sedikit. Kemudian untuk mengetahui jenis kesadahan air adalah dengan
pemanasan. Jika ternyata setelah dilakukan pemanasan, sabun tetap sukar berbuih, berarti air yang anda
gunakan adalah air sadah tetap.
Cara yang lebih kompleks adalah melalui titrasi.
Efek Air Sadah[sunting | sunting sumber]
Air sadah tidak begitu berbahaya untuk diminum, namun dapat menyebabkan beberapa masalah. Air
sadah dapat menyebabkan pengendapan mineral, yang menyumbat saluran pipa dan keran. Air sadah
juga menyebabkan pemborosan sabun di rumah tangga, dan air sadah yang bercampur sabun tidak
dapat membentuk busa, tetapi malah membentuk gumpalan soap scum (sampah sabun) yang sukar
dihilangkan. Efek ini timbul karena ion 2+ menghancurkan sifat surfaktan dari sabun dengan membentuk
endapan padat (sampah sabun tersebut). Komponen utama dari sampah tersebut adalah kalsium stearat,
yang muncul dari stearat natrium, komponen utama dari sabun: 2 C17H35COO- + Ca2+ → (C17H35COO)2Ca
Dalam industri, kesadahan air yang digunakan diawasi dengan ketat untuk mencegah kerugian. Pada
industri yang menggunakan ketel uap, air yang digunakan harus terbebas dari kesadahan. Hal ini
dikarenakan kalsium dan magnesium karbonat cenderung mengendap pada permukaan pipa dan
permukaan penukar panas. Presipitasi (pembentukan padatan tak larut) ini terutama disebabkan oleh
dekomposisi termal ion bikarbonat, tetapi bisa juga terjadi sampai batas tertentu walaupun tanpa adanya
ion tersebut. Penumpukan endapan ini dapat mengakibatkan terhambatnya aliran air di dalam pipa.
Dalam ketel uap, endapan mengganggu aliran panas ke dalam air, mengurangi efisiensi pemanasan dan
memungkinkan komponen logam ketel uap terlalu panas. Dalam sistem bertekanan, panas berlebih ini
dapat menyebabkan kegagalan ketel uap. Kerusakan yang disebabkan oleh endapan kalsium karbonat
bervariasi tergantung pada bentuk kristal, misalnya, kalsit atau aragonit.
Jenis Air Sadah[sunting | sunting sumber]
Air sadah digolongkan menjadi dua jenis, berdasarkan jenis anion yang diikat oleh kation (Ca2+ atau
Mg2+), yaitu air sadah sementara dan air sadah tetap.
Air sadah sementara[sunting | sunting sumber]
Air sadah sementara adalah air sadah yang mengandung ion bikarbonat (HCO3-), atau boleh jadi air
tersebut mengandung senyawa kalsium bikarbonat (Ca(HCO3)2) dan atau magnesium bikarbonat
(Mg(HCO3)2). Air yang mengandung ion atau senyawa-senyawa tersebut disebut air sadah sementara
karena kesadahannya dapat dihilangkan dengan pemanasan air, sehingga air tersebut terbebas dari ion
Ca2+ dan atau Mg2+. Dengan jalan pemanasan senyawa-senyawa tersebut akan mengendap pada
dasar ketel. Reaksi yang terjadi adalah : Ca(HCO3)2 (aq) –> CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)
Air sadah tetap[sunting | sunting sumber]
Air sadah tetap adalah air sadah yang mengadung anion selain ion bikarbonat, misalnya dapat berupa
ion Cl-, NO3- dan SO42-. Berarti senyawa yang terlarut boleh jadi berupa kalsium klorida (CaCl2),
kalsium nitrat (Ca(NO3)2), kalsium sulfat (CaSO4), magnesium klorida (MgCl2), magnesium nitrat
(Mg(NO3)2), dan magnesium sulfat (MgSO4). Air yang mengandung senyawa-senyawa tersebut disebut
air sadah tetap, karena kesadahannya tidak bisa dihilangkan hanya dengan cara pemanasan. Untuk
membebaskan air tersebut dari kesadahan, harus dilakukan dengan cara kimia, yaitu dengan
mereaksikan air tersebut dengan zat-zat kimia tertentu. Pereaksi yang digunakan adalah larutan
karbonat, yaitu Na2CO3 (aq) atau K2CO3 (aq). Penambahan larutan karbonat dimaksudkan untuk
mengendapkan ion Ca2+ dan atau Mg2+. CaCl2 (aq) + Na2CO3 (aq) –> CaCO3 (s) + 2NaCl (aq)
Mg(NO3)2 (aq) + K2CO3 (aq) –> MgCO3 (s) + 2KNO3 (aq) Dengan terbentuknya endapan CaCO3 atau
MgCO3 berarti air tersebut telah terbebas dari ion Ca2+ atau Mg2+ atau dengan kata lain air tersebut
telah terbebas dari kesadahan.
Menghilangkan Kesadahan[sunting | sunting sumber]
Proses penghilangan kesadahan air yang sering dilakukan pada industri-industri adalah melalui
penyaringan dengan menggunakan zat-zat sebagai berikut :
Resin pengikat kation dan anion[sunting | sunting sumber]
Resin adalah zat polimer alami ataupun sintetik yang salah satu fungsinya adalah dapat mengikat kation
dan anion tertentu. Secara teknis, air sadah dilewatkan melalui suatu wadah yang berisi resin pengikat
kation dan anion, sehingga diharapkan kation Ca2+ dan Mg2+ dapat diikat resin. Dengan demikian, air
tersebut akan terbebas dari kesadahan.
Zeolit[sunting | sunting sumber]
Zeolit memiliki rumus kimia Na2(Al2SiO3O10).2H2O atau K2(Al2SiO3O10).2H2O. zeolit mempunyai
struktur tiga dimensi yang memiliki pori-pori yang dapat dilewati air. Ion Ca2+ dan Mg2+ akan ditukar
dengan ion Na+ dan K+ dari zeolit, sehingga air tersebut terbebas dari kesadahan.
Untuk menghilangkan kesadahan sementara ataupun kesadahan tetap pada air yang anda gunakan di
rumah dapat dilakukan dengan menggunakan zeolit. Anda cukup menyediakan tong yang dapat
menampung zeolit. Pada dasar tong sudah dibuat keran. Air yang akan anda gunakan dilewatkan pada
zeolit terlebih dahulu. Air yang telah dilewatkan pada zeolit dapat anda gunakan untuk keperluan rumah
tangga, spserti mencuci, mandi dan keperluan masak.
Zeolit memiliki kapasitas untuk menukar ion, artinya anda tidak dapat menggunakan zeolit yang sama
selamanya. Sehingga pada rentang waktu tertentu anda harus menggantinya.
AirDari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Air, zat yang penting bagi kehidupan.
Air dalam tiga wujudnya, cairan di laut,es yang mengambang, dan awan di udara yang merupakan uap air.
Air adalah senyawa yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di Bumi,[1][2]
[3] tetapi tidak di planet lain.[4] Air menutupi hampir 71% permukaan Bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik
(330 juta mil³) tersedia di Bumi.[5] Air sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di
kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air
tawar,danau, uap air, dan lautan es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu:
melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata air, sungai, muara)
menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia.
Di banyak tempat di dunia terjadi kekurangan persediaan air. Selain di Bumi, sejumlah besar air juga
diperkirakan terdapat pada kutub utara dan selatan planet Mars, serta pada bulan-
bulan Europa dan Enceladus. Air dapat berwujud padatan (es), cairan (air) dan gas (uap air). Air merupakan
satu-satunya zat yang secara alami terdapat di permukaan Bumi dalam ketiga wujudnya tersebut.
[6] Pengelolaan sumber daya air yang kurang baik dapat menyebakan kekurangan air, monopolisasi serta
privatisasi dan bahkan menyulut konflik. [7] Indonesia telah memiliki undang-undang yang mengatur sumber
daya air sejak tahun 2004, yakni Undang Undang nomor 7 tahun 2004 tentang Sumber Daya Air
Daftar isi
[sembunyikan]
1 Sifat-sifat kimia dan fisika
o 1.1 Elektrolisis air
o 1.2 Kelarutan (solvasi)
o 1.3 Kohesi dan adhesi
1.3.1 Tegangan permukaan
2 Air dalam kehidupan
o 2.1 Makhluk air
3 Air dan manusia
o 3.1 Air minum
o 3.2 Pelarut
o 3.3 Zona biologis
4 Air dalam kesenian
o 4.1 Seni lukis
o 4.2 Fotografi
o 4.3 Seni tetesan air
5 Rujukan
o 5.1 Artikel rujukan
o 5.2 Rujukan umum
o 5.3 Air sebagai sumber daya alam alami
o 5.4 Bacaan lebih lanjut
6 Lihat pula
Sifat-sifat kimia dan fisika[sunting | sunting sumber]
Air
Informasi dan sifat-sifat
Nama sistematis air
Nama alternatifaqua, dihidrogen monoksida,Hidrogen hidroksida
Rumus molekul H2O
Massa molar 18.0153 g/mol
Densitas dan fase0.998 g/cm³ (cariran pada 20 °C)
0.92 g/cm³ (padatan)
Titik lebur 0 °C (273.15 K) (32 °F)
Titik didih 100 °C (373.15 K) (212 °F)
Kalor jenis 4184 J/(kg·K) (cairan pada 20 °C)
Halaman data tambahan
Disclaimer and references
Artikel utama: Air (molekul)
Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air tersusun atas
dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna,
tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar)
andtemperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki
kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa
jenis gas dan banyak macam molekul organik.
Keadaan air yang berbentuk cair merupakan suatu keadaan yang tidak umum dalam kondisi normal,
terlebih lagi dengan memperhatikan hubungan antara hidrida-hidrida lain yang mirip dalam kolom oksigen
pada tabel periodik, yang mengisyaratkan bahwa air seharusnya berbentuk gas, sebagaimana hidrogen
sulfida. Dengan memperhatikan tabel periodik, terlihat bahwa unsur-unsur yang mengelilingi oksigen
adalahnitrogen, flor, dan fosfor, sulfur dan klor. Semua elemen-elemen ini apabila berikatan dengan
hidrogen akan menghasilkan gas pada temperatur dan tekanan normal. Alasan mengapa hidrogen
berikatan dengan oksigen membentuk fase berkeadaan cair, adalah karena oksigen lebih bersifat
elektronegatif ketimbang elemen-elemen lain tersebut (kecuali flor).
Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat dari pada yang dilakukan oleh atom
hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif pada kedua atom hidrogen, dan jumlah muatan negatif
pada atom oksigen. Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki
sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air akibat adanya dipol ini
membuat masing-masing molekul saling berdekatan, membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada
akhirnya menaikkan titik didih air. Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen.
Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam
kesetimbangan dinamis antara fase cairdan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam
bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H+) yang berasosiasi (berikatan)
dengan sebuah ion hidroksida (OH-).
Tingginya konsentrasi kapur terlarut membuat warna air dari Air Terjun Havasuterlihat berwarna turquoise.
Berikut adalah tetapan fisik air pada temperatur tertentu [8]:
0o 20o 50o 100o
Massa jenis (g/cm3) 0.99987 0.99823 0.9981 0.9584
Panas jenis (kal/g•oC) 1.0074 0.9988 0.9985 1.0069
Kalor uap (kal/g) 597.3 586.0 569.0 539.0
Konduktivitas termal (kal/cm•s•oC) 1.39 × 10-3 1.40 × 10-3 1.52 × 10-3 1.63 × 10-3
Tegangan permukaan (dyne/cm) 75.64 72.75 67.91 58.80
Laju viskositas (g/cm•s) 178.34 × 10-4 100.9 × 10-4 54.9 × 10-4 28.4 × 10-4
Tetapan dielektrik 87.825 80.8 69.725 55.355
Elektrolisis air[sunting | sunting sumber]
Artikel utama: Elektrolisis air
Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengalirinya arus listrik. Proses ini
disebut elektrolisis air. Pada katode, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua elektron,
tereduksi menjadi gas H2 dan ion hidroksida (OH-). Sementara itu pada anode, dua molekul air lain
terurai menjadi gas oksigen (O2), melepaskan 4 ion H+ serta mengalirkan elektron ke katode. Ion
H+ dan OH- mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksi
keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut.
Gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dari reaksi ini membentuk gelembung
pada elektrode dan dapat dikumpulkan. Prinsip ini kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan
hidrogen dan hidrogen peroksida (H2O2) yang dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan
hidrogen.[9][10][11]
Kelarutan (solvasi)[sunting | sunting sumber]
Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan banyak jenis zat kimia. Zat-zat yang bercampur dan
larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam) disebut sebagai zat-zat "hidrofilik" (pencinta
air), dan zat-zat yang tidak mudah tercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut
sebagai zat-zat "hidrofobik" (takut-air). Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat
tidaknya zat tersebut menandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya intermolekul dipol-
dipol) antara molekul-molekul air. Jika suatu zat tidak mampu menandingi gaya tarik-menarik
antar molekul air, molekul-molekul zat tersebut tidak larut dan akan mengendap dalam air.
Butir-butir embun menempel padajaring laba-laba.
Kohesi dan adhesi[sunting | sunting sumber]
Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar. Air memiliki sejumlah muatan
parsial negatif (σ-) dekat atom oksigen akibat pasangan elektron yang (hampir) tidak digunakan
bersama, dan sejumlah muatan parsial positif (σ+) dekat atom oksigen. Dalam air hal ini terjadi
karena atom oksigen bersifat lebih elektronegatif dibandingkan atom hidrogen—yang berarti, ia
(atom oksigen) memiliki lebih "kekuatan tarik" pada elektron-elektronyang dimiliki bersama dalam
molekul, menarik elektron-elektron lebih dekat ke arahnya (juga berarti menarik muatan negatif
elektron-elektron tersebut) dan membuat daerah di sekitar atom oksigen bermuatan lebih negatif
ketimbang daerah-daerah di sekitar kedua atom hidrogen.
Air memiliki pula sifat adhesi yang tinggi disebabkan oleh sifat alami ke-polar-annya.
Tegangan permukaan[sunting | sunting sumber]
Bunga daisy ini berada di bawah permukaan air, akan tetapi dapat mekar dengan tanpa terganggu.
Tegangan permukaan mencegah air untuk menenggelamkan bunga tersebut.
Air memiliki tegangan permukaan yang besar yang disebabkan oleh kuatnya sifat kohesi antar
molekul-molekul air. Hal ini dapat diamati saat sejumlah kecil air ditempatkan dalam sebuah
permukaan yang tak dapat terbasahi atau terlarutkan (non-soluble); air tersebut akan berkumpul
sebagai sebuah tetesan. Di atas sebuah permukaan gelas yang amat bersih atau bepermukaan
amat halus air dapat membentuk suatulapisan tipis (thin film) karena gaya tarik molekular antara
gelas dan molekul air (gaya adhesi) lebih kuat ketimbang gaya kohesi antar molekul air.
Dalam sel-sel biologi dan organel-organel, air bersentuhan dengan membran dan permukaan
protein yang bersifat hidrofilik; yaitu, permukaan-permukaan yang memiliki ketertarikan kuat
terhadap air. Irvin Langmuir mengamati suatu gaya tolak yang kuat antar permukaan-permukaan
hidrofilik. Untuk melakukan dehidrasi suatu permukaan hidrofilik — dalam arti melepaskan
lapisan yang terikat dengan kuat dari hidrasi air — perlu dilakukan kerja sungguh-sungguh
melawan gaya-gaya ini, yang disebut gaya-gaya hidrasi. Gaya-gaya tersebut amat besar nilainya
akan tetapi meluruh dengan cepat dalam rentang nanometer atau lebih kecil. Pentingnya gaya-
gaya ini dalam biologi telah dipelajari secara ekstensif oleh V. Adrian Parsegian dari National
Institute of Health.[12] Gaya-gaya ini penting terutama saat sel-sel terdehidrasi saat bersentuhan
langsung dengan ruang luar yang kering atau pendinginan di luar sel (extracellular freezing).
Air dalam kehidupan[sunting | sunting sumber]
Kehidupan di dalam laut.
Dari sudut pandang biologi, air memiliki sifat-sifat yang penting untuk adanya kehidupan. Air
dapat memunculkan reaksi yang dapat membuat senyawa organik melakukan replikasi. Semua
makhluk hidup yang diketahui memiliki ketergantungan terhadap air. Air merupakan
zat pelarut yang penting untuk makhluk hidup dan adalah bagian penting dalam
proses metabolisme. Air juga dibutuhkan dalam fotosintesis dan respirasi. Fotosintesis
menggunakan cahaya matahari untuk memisahkan atom hidroden dengan oksigen. Hidrogen
akan digunakan untuk membentuk glukosa dan oksigen akan dilepas ke udara.
Makhluk air[sunting | sunting sumber]
Artikel utama: Hidrobiologi
Perairan Bumi dipenuhi dengan berbagai macam kehidupan. Semua makhluk hidup pertama
di Bumi ini berasal dari perairan. Hampir semua ikan hidup di dalam air, selain
itu, mamalia seperi lumba-lumba dan ikan paus juga hidup di dalam air. Hewan-hewan
seperti amfibi menghabiskan sebagian hidupnya di dalam air. Bahkan,
beberapa reptil seperti ular dan buaya hidup di perairan dangkal dan lautan. Tumbuhan laut
seperti alga dan rumput lautmenjadi sumber makanan ekosistem perairan. Di
samudera, plankton menjadi sumber makanan utama para ikan.
Air dan manusia[sunting | sunting sumber]
Peradaban manusia berjaya mengikuti sumber air. Mesopotamia yang disebut sebagai awal
peradaban berada di antara sungai Tigris dan Euphrates. Peradaban Mesir Kuno
bergantung pada sungai Nil. Pusat-pusat manusia yang besar
seperti Rotterdam, London, Montreal, Paris, New York City,Shanghai, Tokyo, Chicago,
dan Hong Kong mendapatkan kejayaannya sebagian dikarenakan adanya kemudahan
akses melalui perairan.
Air minum[sunting | sunting sumber]
Air yang diminum dari botol.
Artikel utama: Air minum
Tubuh manusia terdiri dari 55% sampai 78% air, tergantung dari ukuran badan.[13] Agar
dapat berfungsi dengan baik, tubuh manusia membutuhkan antara satu sampai
tujuh liter air setiap hari untuk menghindari dehidrasi; jumlah pastinya bergantung pada
tingkat aktivitas, suhu, kelembaban, dan beberapa faktor lainnya. Selain dari air minum,
manusia mendapatkan cairan dari makanan dan minuman lain selain air. Sebagian
besar orang percaya bahwa manusia membutuhkan 8–10 gelas (sekitar dua liter) per
hari,[14] namun hasil penelitian yang diterbitkan Universitas Pennsylvaniapada
tahun 2008 menunjukkan bahwa konsumsi sejumlah 8 gelas tersebut tidak terbukti
banyak membantu dalam menyehatkan tubuh. [15] Malah kadang-kadang untuk
beberapa orang, jika meminum air lebih banyak atau berlebihan dari yang dianjurkan
dapat menyebabkan ketergantungan. Literatur medis lainnya menyarankan konsumsi
satu liter air per hari, dengan tambahan bila berolahraga atau pada cuaca yang panas.
[16] Minum air putih memang menyehatkan, tetapi kalau berlebihan dapat menyebabkan
hiponatremia yaitu ketika natrium dalam darah menjadi terlalu encer. [17]
Pelarut[sunting | sunting sumber]
Pelarut digunakan sehari-hari untuk mencuci, contohnya mencuci tubuh
manusia, pakaian, lantai, mobil, makanan, dan hewan. Selain itu, limbah rumah
tangga juga dibawa oleh air melalui saluran pembuangan. Pada negara-negara industri,
sebagian besar air terpakai sebagai pelarut.
Air dapat memfasilitasi proses biologi yang melarutkan limbah. Mikroorganisme yang
ada di dalam air dapat membantu memecah limbah menjadi zat-zat dengan
tingkat polusi yang lebih rendah.
Zona biologis[sunting | sunting sumber]
Air merupakan cairan singular, oleh karena kapasitasnya untuk membentuk jaringan
molekul 3 dimensi dengan ikatan hidrogen yang mutual. Hal ini disebabkan karena
setiap molekul air mempunyai 4 muatan fraksional dengan arah tetrahedron, 2 muatan
positif dari kedua atom hidrogen dan dua muatan negatif dari atom oksigen.
[18] Akibatnya, setiap molekul air dapat membentuk 4 ikatan hidrogen dengan molekul
disekitarnya. Sebagai contoh, sebuah atom hidrogen yang terletak di antara dua atom
oksigen, akan membentuk satu ikatan kovalen dengan satu atom oksigen dan satu
ikatan hidrogen dengan atom oksigen lainnya, seperti yang terjadi pada es. Perubahan
densitas molekul air akan berpengaruh pada kemampuannya untuk melarutkan partikel.
Oleh karena sifat muatan fraksional molekul, pada umumnya, air merupakan zat pelarut
yang baik untuk partikel bermuatan atau ion, namun tidak bagi senyawa hidrokarbon.
Konsep tentang sel sebagai larutan yang terbalut membran, pertama kali dipelajari
oleh ilmuwan Rusia bernama Troschin pada tahun 1956. Pada monografnya, Problems
of Cell Permeability,tesis Troschin mengatakan bahwa partisi larutan yang terjadi antara
lingkungan intraselular dan ekstraselular tidak hanya ditentukan
oleh permeabilitas membran, namun terjadi akumulasi larutan tertentu di dalam
protoplasma, sehingga membentuk larutan gel yang berbeda dengan air murni.
Pada tahun 1962, Ling melalui monografnya, A physical theory of the living state,
mengutarakan bahwa air yang terkandung di dalam sel mengalami polarisasi menjadi
lapisan-lapisan yang menyelimuti permukaan protein dan merupakan pelarut yang buruk
bagi ion. Ion K+ diserap oleh sel normal, sebab gugus karboksil dari protein cenderung
untuk menarik K+ daripada ion Na + . Teori ini, dikenal sebagai hipotesis induksi-
asosiasi juga mengutarakan tidak adanya pompa kation, ATPase, yang terikat pada
membran sel, dan distribusi semua larutan ditentukan oleh kombinasi dari gaya tarik
menarik antara masing-masing protein dengan modifikasi sifat larutan air dalam sel.
Hasil dari pengukuran NMR memang menunjukkan penurunan mobilitas air di dalam sel
namun dengan cepat terdifusi dengan molekul air normal. Hal ini kemudian dikenal
sebagai model two-fraction, fast-exchange.
Keberadaan pompa kation yang digerakkan oleh ATP pada membran sel, terus menjadi
bahan perdebatan, sejalan dengan perdebatan tentang karakteristik cairan di dalam
sitoplasma dan air normal pada umumnya. Argumentasi terkuat yang menentang teori
mengenai jenis air yang khusus di dalam sel, berasal dari kalangan ahli kimiawan fisis.
Mereka berpendapat bahwa air di dalam sel tidak mungkin berbeda dengan air normal,
sehingga perubahan struktur dan karakter air intraselular juga akan dialami dengan air
ekstraselular. Pendapat ini didasarkan pada pemikiran bahwa, meskipun jika pompa
kation benar ada terikat pada membran sel, pompa tersebut hanya menciptakan
kesetimbangan osmotik selular yang memisahkan satu larutan dari larutan lain, namun
tidak bagi air. Air dikatakan memiliki kesetimbangan sendiri yang tidak dapat dibatasi
oleh membran sel.
Para ahli lain yang berpendapat bahwa air di dalam sel sangat berbeda dengan air pada
umumnya. Air yang menjadi tidak bebas bergerak oleh karena pengaruh permukaan
ionik, disebut sebagai air berikat (bahasa Inggris: bound water), sedangkan air diluar
jangkauan pengaruh ion tersebut disebut air bebas (bahasa Inggris: bulk water).
Air berikat dapat segera melarutkan ion, oleh karena tiap jenis ion akan segera tertarik
oleh masing-masing muatan fraksional molekul air, sehingga kation dan anion dapat
berada berdekatan tanpa harus membentuk garam. Ion lebih mudah terhidrasi oleh air
yang reaktif, padat dengan ikatan lemah, daripada air inert tidak padat dengan daya ikat
kuat. Hal ini menciptakan zona air, sebagai contoh, kation kecil yang sangat terhidrasi
akan cenderung terakumulasi pada fase air yang lebih padat, sedangkan kation yang
lebih besar akan cenderung terakumulasi pada fase air yang lebih renggang, dan
menciptakan partisi ion seperti serial Hofmeister sebagai berikut:
Mg2+ > Ca2+ > H+ >> Na+
NH+ > Cs+ > Rb+ > K+
ATP3- >> ATP2- = ADP2- = HPO42-
I- > Br- > Cl- > H2PO4-
catatan
densitas air berikat semakin tinggi ke arah kanan.
Interaksi antara molekul air berikat dan gugus ionik diasumsikan
terjadi pada rentang jarak yang pendek,
sehingga atom hidrogen terorientasi ke arah anion dan menghambat
interaksi antara populasi air berikat dengan air bebas. Orientasi
molekul air berikat semakin terbatas permukaan
molekul polielektrolit bermuatan negatif antara lain DNA, RNA, asam
hialorunat, kondroitin sulfat, dan jenis biopolimer bermuatan
lain. Energi elektrostatik antara molekul biopolimer bermuatan sama
yang berdesakan akan menciptakan gaya hidrasi yang mendorong
molekul air bebas keluar dari dalam sitoplasma.
Pada umumnya, konsenstrasi larutan polielektrolit yang cukup tinggi
akan membentuk gel. Misalnya gel agarose atau gel dari asam
hialuronat yang mengandung 99,9% air dari total berat gel.
Tertahannya molekul air di dalam struktur kristal gel merupakan salah
satu contoh kecenderungan alami setiap komponen dari suatu sistem
untuk bercampur dengan merata. Molekul air dapat terlepas dari gel
sebagai respon dari tekanan udara, peningkatan suhu atau melalui
mekanisme penguapan, namun dengan turunnya rasio kandungan
air, daya ikat ionik yang terjadi antara molekul zat terlarut yang
menahan molekul air akan semakin kuat.
Meskipun demikian, pendekatan ionik seperti ini masih belum dapat
menjelaskan beberapa fenomena anomali larutan seperti,
perbedaan sifat air di dalam
sitoplasma oosit hewan katak dengan air di dalam inti sel dan air
normal
turunnya koefisien difusi air di dalam Artemia cyst dibandingkan
dengan koefisien air yang sama pada gel agarose dan air normal
lebih rendahnya densitas air pada Artemia cyst dibandingkan air
normal pada suhu yang sama
anomali trimetilamina oksida pada jaringan otot
kedua kandungan air normal, dan air dengan koefisien partisi 1,5
yang dimiliki mitokondria pada suhu 0-4 °C
Fenomena anomali larutan ini dianggap terjadi pada rentang jarak
jauh yang berada di luar domain pendekatan ionik.
Energi pada molekul air menjadi tinggi ketika ikatan hidrogen yang
dimiliki menjadi tidak maksimal, seperti saat molekul air berada dekat
dengan permukaan atau gugus hidrokarbon. Senyawa hidrokarbon
kemudian disebut bersifat hidrofobik sebab tidak membentuk ikatan
hidrogen dengan molekul air. Daya ikat hidrogen pada kondisi ini
akan menembus beberapa zona air dan partisi ion, sehingga
dikatakan bahwa sebagai karakter air pada rentang jarak jauh. Pada
rentang ini, molekul garam seperti Na2SO4, sodium asetat dan sodium
fosfat akan memiliki kecenderungan untuk terurai menjadi kation
Na+ dan anionnya.
Air dalam kesenian[sunting | sunting sumber]
"Ombak Besar Lepas Pantai Kanagawa." oleh Katsushika Hokusai, lukisan
yang sering digunakan sebagai pelukisan sebuah tsunami.
Artikel utama: Air dalam kesenian
Dalam seni air dipelajari dengan cara yang berbeda, ia disajikan
sebagai suatu elemen langsung, tidak langsung ataupun hanya
sebagai simbol. Dengan didukung kemajuan teknologi fungsi dan
pemanfaatan air dalam seni mulai berubah, dari tadinya
pelengkap ia mulai merambat menjadi obyek utama. Contoh seni
yang terakhir ini, misalnya seni aliran atau tetesan (sculpture
liquid atau droplet art).[19]
Seni lukis[sunting | sunting sumber]
Pada zaman Renaisans dan sesudahnya air direpresentasikan
lebih realistis. Banyak artis menggambarkan air dalam bentuk
pergerakan - sebuah aliran air atau sungai,
sebuah lautan yang turbulensi, atau bahkan air terjun - akan
tetapi banyak juga dari mereka yang senang dengan obyek-
obyek air yang tenang, diam - danau, sungai yang hampir tak
mengalir, dan permukaan laut yang tak berombak. Dalam setiap
kasus ini, air menentukan suasana (mood) keseluruhan dari
karya seni tersebut,[20] seperti misalnya dalam Birth of
Venus (1486) karya Botticelli [21] dan The Water Lilies (1897)
karya Monet.[22]
Rivermasterz, memanfaatkan air sebagai elemen dalamfoto.
Fotografi[sunting | sunting sumber]
Sejalan dengan kemajuan teknologi dalam seni, air mulai
mengambil tempat dalam bidang seni lain, misalnya
dalam fotografi. walaupun ada air tidak memiliki arti khusus di sini
dan hanya berperan sebagai elemen pelengkap, akan tetapi ia
dapat digunakan dalam hampir semua cabang fotografi: mulai
dari fasion sampai landsekap. Memotret air sebagai elemen
dalam obyek membutuhkan penanganan khusus, mulai dari
filter circular polarizer yang berguna menghilangkan refleksi,
sampai pemanfaatan teknik long exposure, suatu teknik fotografi
yang mengandalkan bukaan rana lambat untuk menciptakan efek
lembut (soft) pada permukaan air.[23]
Seni tetesan air[sunting | sunting sumber]
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Seni tetesan air
Keindahan tetesan air yang memecah permukaan air yang
berada di bawahnya diabadikan dengan berbagai sentuhan
teknik dan rasa menjadikannya suatu karya seni yang indah,
seperti yang disajikan oleh Martin Waugh dalam karyanya Liquid
Sculpture, suatu antologi yang telah mendunia.[24]
Seni tetesan air tidak berhenti sampai di sini, dengan
pemanfaatan teknik pengaturan terhadap jatuhnya tetesan air
yang malar, mereka dapat diubah sedemikian rupa sehingga
tetesan-tetesan tersebut sebagai satu kesatuan berfungsi
sebagai suatu penampil (viewer) seperti halnya tampilan
komputer. Dengan mengatur-atur ukuran dan jumlah tetesan
yang akan dilewatkan, dapat sebuah gambar ditampilkan oleh
tetesan-tetesan air yang jatuh. Sayangnya gambar ini hanya
bersifat sementara, sampai titik yang dimaksud jatuh mencapai
bagian bawah penampil.[25]Komersialisasi karya jenis ini pun
dalam bentuk resolusi yang lebih kasar telah banyak dilakukan.[26]
[27]
Air memiliki banyak sifat unik yang bisa dianggap aneh dari sudut pandang ilmu fisika. Tidak ada benda
yang lebih lembut atau lebih rentan daripada air, tapi tidak satupun yang lebih kuat dari air dalam jumlah
besar. Banjir atau tsunami sangat ditakuti karena kekuatan air yang terbawa arus begitu besar.
Kita mengenal air sejak di dalam kandungan, karena 2/3 tubuh manusia adalah air; benda ini juga
menutupi ¾ permukaan Planet Bumi. Walaupun Anda merasa mengenal air dengan sangat baik, banyak
sifat-sifat mengejutkan yang dimiliki air; sebenarnya, kita juga tidak tahu darimana air berasal.
Ruang Kosong
Secara umum, tingkat kepadatan suatu benda akan menjadi lebih besar jika benda tersebut berbentuk
padat. Atom memiliki kecenderungan untuk saling mengikat; dalam benda padat, atom mengikat satu
sama lain lebih kuat daripada dalam bentuk cair atau gas.
Dalam bentuk cair, tingkat kepadatan umumnya berkurang, tapi hal ini tidak benar dalam kasus H2O.
Ketika air membeku, volumenya meningkat sampai 8 persen; tapi, bongkahan es bisa terapung di atas
air. Dengan kata lain, air memiliki tingkat kepadatan lebih tinggi dalam bentuk aslinya (cairan) daripada
saat menjadi es (benda padat).
Ketika air mencapai titik beku, benda ini mengeluarkan lebih sedikit energi; penyebab utamanya adalah
karena atom hidrogen tidak bergerak sebebas saat berada dalam bentuk cairan. Karena lebih sedikit
bergerak, lebih sedikit energi digunakan. Oleh karena itu, dalam proses pembekuan, atom hidrogen
mampu membentuk suatu ikatan yang lebih kuat dengan atom-atom sejenis disekitarnya, kemudian
mengunci bentuk terikat itu. Ikatan antar atom di es lebih kuat dan lebih pendek daripada di cairan, tapi
struktur kristal es (serpihan salju), seperti ditunjukkan gambar disamping, menciptakan banyak ruang
kosong, sehingga tingkat kepadatannya jauh lebih sedikit.
Terciptanya tambahan volume sebanyak 8 persen bisa dengan mudah dilihat dari bentuk es itu sendiri.
Air memulai proses pembekuan dari samping dan bawah menuju ke tengah dan atas. Air yang berada di
tengah akan terdorong ke atas dan membentuk seperti percikan; kemudian percikan ini membeku.
Perubahan bentuk suatu zat adalah hal umum di bidang fisika dan bisa kita lihat dalam kehidupan sehari-
hari. Air adalah satu-satunya zat yang bisa berubah dari bentuk cair menjadi salju, dan kemudian
menghilang terbawa angin.
Ketika terdapat perbedaan temperatur yang sangat besar antara air dan udara di sekitarnya, efek
perubahan luar biasa ini akan terjadi. Mungkin hal ini hanya bisa dilihat di tempat-tempat bersuhu luar
biasa rendah, misalnya di puncak gunung salju atau lemari pendingin. Jika Anda menyemprotkan air
mendidih ke udara (bersuhu -34ºC), air mendidih tersebut akan seketika berubah menjadi salju dan
menghilang tertiup angin.
Penjelasan: Udara dingin memiliki tingkat kepadatan sangat tinggi. Molekul udara sangat berdekatan satu
sama lain sampai tidak ada ruang yang tersisa untuk uap air. Di sisi lain, air mendidih mengeluarkan uap
hampir setiap saat. Ketika disemburkan ke udara, air berubah menjadi bintik-bintik atau tetes, dimana uap
air bisa dengan lebih mudah keluar. Fenomena ini tidak umum terjadi jika dilihat dari sudut
pandang fisika, tapi bisa dijelaskan dengan mudah. Jumlah uap air yang dihasilkan lebih besar dari
ruang yang tersedia di udara, sehingga bentuk uap segera berubah karena menempel pada partikel
mikroskopik di udara misalnya kalsium atau sodium lalu akan membentuk kristal. Formasi atau bentuk
serpihan, seperti pada gambar di atas, adalah yang terjadi selanjutnya.
Ada satu lagi fenomena aneh yang dimiliki air, khususnya setelah berubah menjadi serpihan salju.
Setelah diteliti, tidak ada satupun bentuk kristal serpihan salju yang sama. Setiap satu bentuk merupakan
hal unik, berbeda dari yang lain. Bentuk awal serpihan salju adalah prisma heksagonal. Kemudian akan
terpecah dan terus berubah tergantung temperatur, kelembaban air, dan tekanan udara. Tapi lengan
heksagonal setiap serpihan salju selalu simetris karena mengalami keadaan yang sama dalam proses
perubahan bentuk.
Air di Bumi
Ilmuwan masih belum tahu darimana air di Bumi berasal. Kita tahu bahwa 70 persen permukaan Planet
Bumi tertutup air, tapi asal mula keberadan zat ini masih menjadi misteri. Planet Bumi mulai terbentuk
sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, jika air juga terbentuk pada saat itu, seharusnya air menguap karena
suhunya masih panas. Hal ini mengindikasikan bahwa air yang ada sekarang muncul setelah proses
pembentukan Bumi selesai.
Sekali lagi, tebakan paling masuk akal yang kita miliki adalah bahwa sebuah objek luar angkasa pernah
menabrak Bumi. Benda apapun itu, pasti memiliki banyak kandungan air di dalamnya. Diperkirakan hal ini
terjadi sekitar 4 miliar tahun yang lalu, dan menyebabkan luapan air dengan volume luar biasa besar di
Bumi.
Benda-benda angkasa seperti komet atau batuan es mungkin adalah pembawa air. Benda angkasa
tersebut mengelilingi matahari dan menjatuhkan percikan air dari ekornya. Perhitungan yang dilakukan
dari jarak jauh terhadap beberapa komet terkenal (Halley, Hale-Bopp, dan Hyakutake), ternyata
menyimpulkan hal berbeda. Komet-komet itu memang mengandung air atau es, tapi dengan struktur
kimia berbeda dengan H2O yang ada di Bumi. Artinya,ada kemungkinan bahwa air berasal dari tempat
lain.
Tahukah kamu air mempunyai sifat yang aneh dibandingkan dengan zat cair lain ?, ketika air dipanaskan dari suhu titik bekunya 0 derajat celcius sampai 4 derajat celcius maka air akan mengalami penyusutan. Namun, ketika dipanaskan diatas suhu 4 derajat celcius air akan memuai seperti benda benda lain. Sifat air yang seperti ini dinamakan anomali air.
Sekarang kita simak lebih jauh tentang mokeluk air, Molekul air terdiri dari dua atom hidrogen ( H ) dan satu atom oksigen ( O ). kedua atom ini bergabung membentuk molekul air ( H2O ). air mempunyai bentuk molekul khas yang disebut dipol.
Air mempunyai sifat sifat yang berbeda dari pada sifat unsur unsur pembetuknya. Misalnya, air mempunyai sifat tidak mudah terbakar. sifat ini berbeda dengan unsur pembentuknya, yaitu unsur hidrogen yang mempunyai sifat mudah mudah terbakar.
nah itulah sekilas tentang air sekarang kita simak percobaan sederhana tentang anomali air berikut ini:
sifat anomali air
Dalam kehidupan sehari hari, mungkin kamu pernah menemukan ban sepeda atau balon yang meletus, padahal tidak tertusuk paku atau benda tajam lainnya. Apakah penyebabnya ? ban berisi udara atau balon dapat pecah ketika cuaca panas. Peristiwa tersebut disebabkan karena balon atau ban tidak mampu menahan udara yang memuai di dalamnya. Apakah semua zat dapat mengalami pemuaian ?, untuk membentuktikannya, mari kita simak yuk percobaannya kemudian bisa diprkatekan dirumah ya ...
alat dan bahan yang diperlukan:
1. botol kaca
2. sedotan minuman
3. plastisin
4. baskom
5. air dingin dan air panas
6. zat pewarna
7. pengaduk
langkah percobaan
1. isilah botol dengan air sampai penuh. masukan zat pewarna ke dalamnya. aduk hingga merata dengan batang pengaduk yang sudah disiapkan.
2. tempatkan sedotan di mulut botol menggunakan plastisin
3. siapkanlah air panas di dalam baskom, kemudian tempatkanlah botol tersebut di dalam air panas.
4. tunggulah beberapa saat, kemudian amatilah ujung sedotan minuman tersebut. Apa yang terjadi pada ujung sedotan minuman.
Hasil Percobaan
setelah beberapa saat , air berwarna keluar melalui sedotan. ini menunjukan bahwa air mengalami pemuaian nah penjelasan tentang percobaan ini ada di paragraf pertama diatas. sifat air yang seperi ini dinaman anomali air.
KEBUTUHAN COD & BOD
Kebutuhan Oksigen Biokimia (BOD
BOD (Biochemical Oxygen Demand) merupakan parameter yang menunjukkan banyaknya
jumlah oksigen (mg/l) yang dibutuhkan selama proses stabilitasi bahan-bahan organik oleh aktifitas
bakteri aerob.
Proses stabilisasi secara aerob ini akan mengakibatkan sel-sel mikroba mengkonsumsi
protoplasmanya sendiri sedangkan jaringan selnya teroksidasi menjadi karbondioksida, air dan
amoniak dan hanya sekitar 20-25% bahan organik yang tidak terurai secara biologis. Untuk
mengetahui nilai BOD dilakukan analisa berdasarkan pada selisih antara oksigen terlarut sebelum
dan sesudah inkubasi selama 5 hari pada suhu 200C. Selisih ini merupakan nilai BOD yang
menunjukkan banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroba aerob untuk dekomposisi bahan-
bahan organik. Nilai BOD merupakan ukuran untuk menentukan kualitas air limbah. BOD yang
bernilai rendah menunjukkan kualitas air limbah yang baik sehingga tidak mencemari lingkungan.
Analisis oksigen terlarut merupakan dasar utama dalam penentuan nilai BOD. Sampai saat
ini metode penentuan oksigen terlarut yang dikenal luas adalah metode Winkler. Secara garis besar
metode Winkler melibatkan reaksi contoh dengan garam Mangan (II) secara berlebih dan Natrium
Iodida serta Natrium hidroksida. Terbentuknya endapan Mn(OH)2 akan dioksidasikan oleh oksigen
menjadi Mn(OH)3 yang berwarna coklat dan melalui pengasaman maka Mn(OH)3 akan
mengoksidasi iodida menjadi iodium. Natrium thiosulfat yang normalitasnya telah diketahui dapat
digunakan untuk titrasi larutan iodium yang dibebaskan tersebut.
Terdapatnya ion-ion logam beracun dan zat kimia seperti fenol, khlor bebas, cyanide,
formalin didalam air limbah akan mempengaruhi hasil analisa BOD oleh karena zat-zat tersebut
akan menghambat aktifitas mikroba sehingga mengakibatkan nilai BOD bukan yang sebenarnya.
Prosedur lengkap analisis BOD disajikan dalam lampiran I.
Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD)
Seperti halnya BOD, COD juga merupakan salah satu parameter untuk mengetahui adanya
suatu pencemaran yang disebabkan oleh air limbah. Prinsip dasar penentuan COD adalah proses
oksidasi total oleh kalium dikromat dalam lingkungan asam sulfat pekat. Sisa kalium dikromat yang
tidak tereduksi dititrasi dengan larutan standard larutan fero ammonium sulfat. Untuk mengefektifkan
proses oksidasi terutama bagi contoh yang mengandung senyawa alifatis maka digunakan perak
sulfat sebagai katalisator.
COD tidak dapat diukur dengan baik dalam suatu contoh yang mengandung ion klorida lebih
dari 2.000 mg/lt larutan contoh. Hal ini oleh karena ion klorida dapat bereaksi dengan kalium
dikromat membentuk klorin dengan reaksi sebagai berikut
Cr2O7- + 6Cl- + 14H+ 3Cl2 + 2Cr3+ + 7H2O
Adanya gangguan ion klorida ini tentu saja akan menyesatkan hasil analisis yang diperoleh.
Pencegahan gangguan ini dapat dilakukan dengan menggunakan merkuri sulfat sebagai pengikat
ion klorida menjadi bentuk merkuri (II) klorida. Penggunaan merkuri sulfat disesuaikan dengan
jumlah contoh yang digunakan dan kandunagn kadar kloridanya. Dalam prosedur AOAC, merkuri
sulfat yang digunakan adalah 1 gr untuk 50 ml contoh. Lebih rendah volume contoh lebih rendah
pula penambahan merkuri sulfat. Misalnya 10, 20, 30, 40 ml contoh maka mekuri sulfat yang
digunakan masing-masing 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 gr. Sesungguhnya penggunaan merkuri ini mengandung
resiko oleh karena merkuri dan garam-garamnya adalah zat yang sangat beracun.
Jika muncul alternatif untuk menghindari merkuri dalam analisis COD, maka hal ini semata-
mata untuk menghindari merkuri yang beracun tersebut. Sebagai pengganti merkuri sulfat
digunakan perak nitrat.
Oksigen Terlarut
Analisis oksigen terlarut dapat digunakan sebagai petunjuk kestabilan air limbah. Kestabilan
ini merupakan suatu ukuran mengenai jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan untuk dapat
mengoksidasi bahan organik dengan sempurna. Air limbah dapat dikatakan stabil jika tidak
mempunyai kemungkinan mengalami perubahan dan tetap bersifar aerob dalam jangka waktu
tertentu. Hal ini disebabkan air limbah yang stabil mengandung oksigen terlarut yang cukup untuk
tetap aerobik walaupun dalam keadaan teroksidasi dan tidak berhubungan dengan oksigen dari
udara. Kelarutan oksigen tergantung dari beberapa factor anatara lain suhu, luasan daerah
permukaan air, tekanan udara dan kandungan oksigen dalam udara disekelilingnya. Meningkatnya
suhu akan menyebabkan meningkatnya aktifitas oksidasi biologis. Namun demikian kebutuhan
oksigen juga akan bertambah. Analisis oksigen ini juga sangat berperan terutama dalam menangani
air limbah dengan cara aerob.
Zat Padat Terlarut
Zat padat terlarut adalah semua zat dalam air yang lolos melalui saringan berpoti 0,45 µm,
kemudian diuapkan dan dikeringkan pada 103-105ºC. setelah dingin ditimbang hingga diperoleh
bobot konstan. Untuk jumlah padatan terlarut yang diperkirakan lebih besar 200 mg maka diperlukan
pengenceran contoh. Gangguan lain yang terjadi adalah adanya kandungan unsur Ca, Mg, Cl, sulfat
dengan kadar yang tinggi sehingga dapat menganggu pada penimbangan karena unsur-unsur
tersebut bersifat higroskopis. Demikian pula contoh yang mengandung bikarbonat yang tinggi dapat
mengakibatkan waktu pengeringan yang lama. Zat padat tersuspensi adalah semua zat yang
tertahan pada saringan berpori 0,45 µm. setelah dikeringkan pada 103-105 0C maka berat dari
residu adalah zat padat tersuspensi.
Sehubungan dengan hal tersebut, dalam tulisan ini akan dikaji apa itu
sebenarnya BOD dan COD, bagaimana cara atau prinsip pengukurannya, dan
apakah memang sebaiknya tidak dipakai sebagai penentu baku mutu air limbah.
Pengertian BOD dan COD
BOD atau Biochemical Oxygen Demand adalah suatu karakteristik yang
menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang diperlukan oleh mikroorganisme
(biasanya bakteri) untuk mengurai atau mendekomposisi bahan organik dalam
kondisi aerobik (Umaly dan Cuvin, 1988; Metcalf & Eddy, 1991). Ditegaskan
lagi oleh Boyd (1990), bahwa bahan organik yang terdekomposisi dalam BOD
adalah bahan organik yang siap terdekomposisi (readily decomposable organic
matter). Mays (1996) mengartikan BOD sebagai suatu ukuran jumlah oksigen
yang digunakan oleh populasi mikroba yang terkandung dalam perairan sebagai
respon terhadap masuknya bahan organik yang dapat diurai. Dari pengertianpengertian
ini dapat dikatakan bahwa walaupun nilai BOD menyatakan jumlah
oksigen, tetapi untuk mudahnya dapat juga diartikan sebagai gambaran jumlah
bahan organik mudah urai (biodegradable organics) yang ada di perairan.
Sedangkan COD atau Chemical Oxygen Demand adalah jumlah oksigen
yang diperlukan untuk mengurai seluruh bahan organik yang terkandung dalam
air (Boyd, 1990). Hal ini karena bahan organik yang ada sengaja diurai secara
kimia dengan menggunakan oksidator kuat kalium bikromat pada kondisi asam
dan panas dengan katalisator perak sulfat (Boyd, 1990; Metcalf & Eddy, 1991),
sehingga segala macam bahan organik, baik yang mudah urai maupun yang
kompleks dan sulit urai, akan teroksidasi. Dengan demikian, selisih nilai antara
COD dan BOD memberikan gambaran besarnya bahan organik yang sulit urai
yang ada di perairan. Bisa saja nilai BOD sama dengan COD, tetapi BOD tidak
bisa lebih besar dari COD. Jadi COD menggambarkan jumlah total bahan
organik yang ada.
Metode pengukuran BOD dan COD
Prinsip pengukuran BOD pada dasarnya cukup sederhana, yaitu mengukur
kandungan oksigen terlarut awal (DOi) dari sampel segera setelah pengambilan
contoh, kemudian mengukur kandungan oksigen terlarut pada sampel yang
telah diinkubasi selama 5 hari pada kondisi gelap dan suhu tetap (20 oC) yang
sering disebut dengan DO5. Selisih DOi dan DO5 (DOi – DO5) merupakan nilai
BOD yang dinyatakan dalam miligram oksigen per liter (mg/L). Pengukuran
oksigen dapat dilakukan secara analitik dengan cara titrasi (metode Winkler,
iodometri) atau dengan menggunakan alat yang disebut DO meter yang
dilengkapi dengan probe khusus. Jadi pada prinsipnya dalam kondisi gelap,
agar tidak terjadi proses fotosintesis yang menghasilkan oksigen, dan dalam
suhu yang tetap selama lima hari, diharapkan hanya terjadi proses dekomposisi
oleh mikroorganime, sehingga yang terjadi hanyalah penggunaan oksigen, dan
oksigen tersisa ditera sebagai DO5. Yang penting diperhatikan dalam hal ini
adalah mengupayakan agar masih ada oksigen tersisa pada pengamatan hari
kelima sehingga DO5 tidak nol. Bila DO5 nol maka nilai BOD tidak dapat
ditentukan.
Pada prakteknya, pengukuran BOD memerlukan kecermatan tertentu
mengingat kondisi sampel atau perairan yang sangat bervariasi, sehingga
kemungkinan diperlukan penetralan pH, pengenceran, aerasi, atau
penambahan populasi bakteri. Pengenceran dan/atau aerasi diperlukan agar
masih cukup tersisa oksigen pada hari kelima. Secara rinci metode pengukuran
BOD diuraikan dalam APHA (1989), Umaly dan Cuvin, 1988; Metcalf & Eddy,
1991) atau referensi mengenai analisis air lainnya.
Karena melibatkan mikroorganisme (bakteri) sebagai pengurai bahan
organik, maka analisis BOD memang cukup memerlukan waktu. Oksidasi
biokimia adalah proses yang lambat. Dalam waktu 20 hari, oksidasi bahan
organik karbon mencapai 95 – 99 %, dan dalam waktu 5 hari sekitar 60 – 70 %
bahan organik telah terdekomposisi (Metcalf & Eddy, 1991). Lima hari inkubasi
adalah kesepakatan umum dalam penentuan BOD. Bisa saja BOD ditentukan
dengan menggunakan waktu inkubasi yang berbeda, asalkan dengan menyebut4
kan lama waktu tersebut dalam nilai yang dilaporkan (misal BOD7, BOD10) agar
tidak salah dalam interpretasi atau memperbandingkan. Temperatur 20 oC
dalam inkubasi juga merupakan temperatur standard. Temperatur 20 oC adalah
nilai rata-rata temperatur sungai beraliran lambat di daerah beriklim sedang
(Metcalf & Eddy, 1991) dimana teori BOD ini berasal. Untuk daerah tropik
seperti Indonesia, bisa jadi temperatur inkubasi ini tidaklah tepat. Temperatur
perairan tropik umumnya berkisar antara 25 – 30 oC, dengan temperatur
inkubasi yang relatif lebih rendah bisa jadi aktivitas bakteri pengurai juga lebih
rendah dan tidak optimal sebagaimana yang diharapkan. Ini adalah salah satu
kelemahan lain BOD selain waktu penentuan yang lama tersebut.
Metode pengukuran COD sedikit lebih kompleks, karena menggunakan
peralatan khusus reflux, penggunaan asam pekat, pemanasan, dan titrasi
(APHA, 1989, Umaly dan Cuvin, 1988).
Pada prinsipnya pengukuran COD adalah penambahan sejumlah tertentu kalium
bikromat (K2Cr2O7) sebagai oksidator pada sampel (dengan volume diketahui)
yang telah ditambahkan asam pekat dan katalis perak sulfat, kemudian
dipanaskan selama beberapa waktu. Selanjutnya, kelebihan kalium bikromat
ditera dengan cara titrasi. Dengan demikian kalium bikromat yang terpakai
untuk oksidasi bahan organik dalam sampel dapat dihitung dan nilai COD dapat
ditentukan. Kelemahannya, senyawa kompleks anorganik yang ada di perairan
yang dapat teroksidasi juga ikut dalam reaksi (De Santo, 1978), sehingga dalam
kasus-kasus tertentu nilai COD mungkin sedikit ‘over estimate’ untuk gambaran
kandungan bahan organik.
Bilamana nilai BOD baru dapat diketahui setelah waktu inkubasi lima
hari, maka nilai COD dapat segera diketahui setelah satu atau dua jam. Walaupun
jumlah total bahan organik dapat diketahui melalui COD dengan waktu
penentuan yang lebih cepat, nilai BOD masih tetap diperlukan. Dengan
mengetahui nilai BOD, akan diketahui proporsi jumlah bahan organik yang
mudah urai (biodegradable), dan ini akan memberikan gambaran jumlah
oksigen yang akan terpakai untuk dekomposisi di perairan dalam sepekan (lima hari) mendatang. Lalu dengan memperbandingkan nilai BOD terhadap COD
juga akan diketahui seberapa besar jumlah bahan-bahan organik yang lebih
persisten yang ada di perairan.
Pengukuran BOD dan COD
BOD (Biochemical Oxygen Demand) atau KOB (kebutuhan oksigen biokimiawi) adalah suatu pernyataan untuk menyatakan jumlah oksigen yang diperlukan untuk degradasi biologis dari senyawa organik dalam suatu sampel. Pengukuran BOD dengan sendirinya digunakan sebagai dasar untuk mendeteksi kemampuan senyawa organik dapat didegradasi (diurai) secara biologis dalam air. Perbedaan antara BOD dan COD (Chemical Oxygen Demand) adalah bahwa COD menunjukkan senyawa organik yang tidak dapat didegradasi secara biologis.
Secara analitis BOD (biochemical oxygen demand) adalah jumlah mg oksigen yang dibutuhkan untuk menguraikan zat organik secara biokimiawi dalam 1 liter air selama pengeraman 5 x 24 jam pada suhu 20o oC. Sedangkan COD (chemical oxygen demand) atau KOK (kebutuhan oksigen kimiawi) adalah jumlah (mg) oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasikan zat organik dalam 1 liter air dengan menggunakan oksidator kalium dikromat selama 2 jam pada suhu 150 oC.
karena daya ikat gas CO terhadap Hb dibandingkan gas O2 terhadap Hb ribuan kali lebih besar...akibatnya, orang yang banyak menghirup CO akan sesak nafas, lemas, bahkan mati (karena kekurangan O2).bayangin aja, setiap +/-1000 buah molekul O2 yang masuk, yang terikat cuma 1. sedangkan lainnya sudah terikat CO. bahkan, ketika sudah terbentu HbO2, lalu ada gas CO, maka HbO2 itu diputus oleh CO, dan digantikan oleh CO. benar2 kejam... hehehe...